安徽工業(yè)大學《電機與拖動》考試試題庫答案.doc

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安徽工業(yè)大學《電機與拖動》考試試題庫 第一部分直流電機 一、填空題： 1、并勵直流發(fā)電機自勵建壓的條件是_______;_______;_______。(主磁路存在剩磁；并聯(lián)在電樞兩端的勵磁繞組極性要正確，使勵磁電流產生的補充磁通方向與剩磁磁通方向相同；勵磁回路的總電阻必須小于臨界電阻) 2、可用下列關系來判斷直流電機的運行狀態(tài)，當_______時為電動機狀態(tài)，當_______時為發(fā)電機狀態(tài)。 （Ea〈U；Ea〉U） 3、直流發(fā)電機的繞組常用的有_______和_______兩種形式，若要產生大電流，繞組常采用_______繞組。（疊繞組；波繞組；疊） 4、直流發(fā)電機電磁轉矩的方向和電樞旋轉方向_______，直流電動機電磁轉矩的方向和電樞旋轉方向_______。 （相反；相同） 5、單迭和單波繞組，極對數(shù)均為p時，并聯(lián)支路數(shù)分別是_______，_______。（2p；2） 6、直流電機的電磁轉矩是由_______和_______共同作用產生的。（每極氣隙磁通量；電樞電流） 7、直流電機電樞反應的定義是_______，當電刷在幾何中線時，電動機產生_______性質的電樞反應，其結果使_______和_______，物理中性線朝_______方向偏移。（電樞磁動勢對勵磁磁動勢的作用；交磁；氣隙磁場產生畸變；對主磁場起附加去磁作用） 二、判斷題 1、一臺并勵直流發(fā)電機，正轉能自勵，若反轉也能自勵。（）（F） 2、一臺直流發(fā)電機，若把電樞固定，而電刷與磁極同時旋轉，則在電刷兩端仍能得到直流電壓。（） （T） 3、一臺并勵直流電動機，若改變電源極性，則電機轉向也改變。（F） 4、直流電動機的電磁轉矩是驅動性質的，因此穩(wěn)定運行時，大的電磁轉矩對應的轉速就高。（） （F） 三、選擇題 1、直流發(fā)電機主磁極磁通產生感應電動勢存在于（）中。 （1） （1）電樞繞組；（2）勵磁繞組；（3）電樞繞組和勵磁繞組 2、直流發(fā)電機電刷在幾何中線上，如果磁路不飽和，這時電械反應是（） （3） （1）去磁；（2）助磁；（3）不去磁也不助磁。 3、如果并勵直流發(fā)電機的轉速上升20%，則空載時發(fā)電機的端電壓U0升高（）。（2） （1）20%；（2）大于20%；（3）小于20%。 四、簡答題 1、直流發(fā)電機的勵磁方式有哪幾種？ （他勵；自勵（包括并勵，串勵和復勵）） 2、如何確定換向極的極性，換向極繞組為什么要與電樞繞組相串聯(lián)？ （使換向極產生的磁通與電樞反應磁通方向相反。對于直流發(fā)電機而言，換向極性和電樞要進入的主磁極性相同；而對于直流電動機，則換向極極性和電樞要進入的主磁極極性相反。 換向極繞組與電樞組相串聯(lián)的原因是：使隨著電樞磁場的變化，換向極磁場也隨之變化，即任何負載情況下都能抵消電樞反應的影響。） 3、試比較他勵和并勵直流發(fā)電機的外特性有何不同？并說明影響曲線形狀的因素。 （并勵直流發(fā)電機的外特性比他勵的軟。 他勵：影響因素有兩個 (1)隨著Ia增加，IaRa增加，使U下降； (2) 隨著Ia增加，電樞反應附加去磁作用增強，使磁通φ減少，電樞電動勢Ea減少，最后使U下降。 并勵：影響因素有三個 (1) 隨著Ia增加，IaRa增加，使U下降； (2) 隨著Ia增加，電樞反應附加去磁作用增強，使磁通φ減少，電樞電動勢Ea減少，最后使端電壓U下降。 (3) 兩端電壓下降，磁通φ下降，電樞電動勢Ea進一步減少，端電壓U進一步下降。） 4、一臺并勵直流發(fā)電機并聯(lián)于電網上，若原動機停止供給機械能，將發(fā)電機過渡到電動機狀態(tài)工作，此時電磁轉矩方向是否變？旋轉方向是否改變？ （電磁轉矩方向改變，電機旋轉方向不變。） 五、計算題 1、一臺并勵直流電動機,銘牌數(shù)據(jù)如下:PN=3.5kW，UN=220V，I N=20A，nN=1000r/min,電樞電阻Ra=1Ω，△Ub=1V，勵磁回路電阻R1=440Ω，空載實驗：當U=220V,n=1000r/min時，I0=2A，試計算當電樞電流I a=10A時,電機的效率（不計雜散損耗）。 解：勵磁電流： 勵磁損耗： 空載時： 輸入功率： 勵磁功率： 電樞銅損耗： 電刷接觸損耗： 附加損耗： 則： 當時， 輸入功率： 輸出功率： 效率： 2、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=6kW，UN=230V，nN=1450r/min，Ra=0.57Ω（包括電刷接觸電阻），勵磁回路總電阻Rf=177Ω，額定負載時的電樞鐵損PFe=234W，機械損耗為Pmec=61W，求：（1）額定負載時的電磁功率和電磁轉矩。（2）額定負載時的效率。 解：（1） 所以 （2） 3、一臺并勵直流發(fā)電機，銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，勵磁回路電阻Rf=57.5Ω，電樞電阻Ra=0.1Ω,不計電樞反應磁路飽和?，F(xiàn)將這臺電機改為并勵直流電動機運行，把電樞兩端和勵磁繞組兩端都接到220V的直流電源：運行時維持電樞電流為原額定值。求（1）轉速n；（2）電磁功率；(3)電磁轉矩。 解： （1） 電動機運行： （2） （3） 第二部分直流電動機的電力拖動 一、填空題： 1、他勵直流電動機的固有機械特性是指在_______條件下，_______和_______的關系。 （U=UN、φ=ΦN，電樞回路不串電阻；n；Tem 2、直流電動機的起動方法有____ ___。（降壓起動、電樞回路串電阻起動） 3、如果不串聯(lián)制動電阻，反接制動瞬間的電樞電流大約是電動狀態(tài)運行時電樞電流的_______倍。 （2） 4、當電動機的轉速超過_______時，出現(xiàn)回饋制動。（理想空載轉速） 5、拖動恒轉轉負載進行調速時，應采_______調速方法，而拖動恒功率負載時應采用_______調速方法。（降壓或電樞回路串電阻；弱磁） 二、判斷題 1、直流電動機的人為特性都比固有特性軟。（）（F） 2、直流電動機串多級電阻起動。在起動過程中，每切除一級起動電阻，電樞電流都將突變。（） （T） 3、提升位能負載時的工作點在第一象限內，而下放位能負載時的工作點在第四象限內。（） （T） 4、他勵直流電動機的降壓調速屬于恒轉矩調速方式，因此只能拖動恒轉矩負載運行。（） （F） 5、他勵直流電動機降壓或串電阻調速時，最大靜差率數(shù)值越大，調速范圍也越大。（） （T） 三、選擇題 1、電力拖動系統(tǒng)運動方程式中的GD2反映了：（2） （1）旋轉體的重量與旋轉體直徑平方的乘積，它沒有任何物理意見；（2）系統(tǒng)機械慣性的大小，它是一個整體物理量；（3）系統(tǒng)儲能的大小，但它不是一個整體物理量。 2、他勵直流電動機的人為特性與固有特性相比，其理想空載轉速和斜率均發(fā)生了變化，那么這條人為特性一定是：（3） （1）串電阻的人為特性；（2）降壓的人為特性；（3）弱磁的人為特性。 3、直流電動機采用降低電源電壓的方法起動，其目的是：（2） （1）為了使起動過程平穩(wěn)；（2）為了減小起動電流；（3）為了減小起動轉矩。 4、當電動機的電樞回路銅損耗比電磁功率或軸機械功率都大時，這時電動機處于：（2）（1）能耗制動狀態(tài)；（2）反接制動狀態(tài)；（3）回饋制動狀態(tài)。 5、他勵直流電動機拖動恒轉矩負載進行串電阻調速，設調速前、后的電樞電流分別為I1和I2，那么：（2） （1）I1I2。 四、簡答題： 1、電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件是什么？ （電動機的機械特性與負載的轉矩特性必須有交點，且在交點處，滿足 ） 2、何謂電動機的充分利用？ (所謂電動機的充分利用是指電動機無論在額定轉速下運行,還是調速過程中處于不同轉速下運行,其電樞電流都等于額定值。) 五、計算題： 一臺他勵直流電動機數(shù)據(jù)為：PN=7.5kW，UN=110V，I N=79.84A，nN=1500r/min，電樞回路電阻Ra=0.1014Ω，求：（1）U=U N，Φ=ΦN條件下，電樞電流Ia=60A時轉速是多少？（2） U=U N條件下，主磁通減少15%，負載轉矩為TN不變時，電動機電樞電流與轉速是多少？（3）U=U N，Φ=ΦN條件下，負載轉矩為0.8TN，轉速為（—800）r/min，電樞回路應串入多大電阻？ 解：（1） （2）不變時，不變，即 （3）不計空載轉矩時，，故： 解得： 第四部分交流電機的繞組、電動勢和磁動勢 一、填空題： 1、一個三相對稱交流繞組，2p=2，通入f=50Hz的三相對稱交流電流，其合成磁通勢為_______磁通勢。(圓形旋轉) 2、采用_______繞組和_______繞組可以有效地削弱諧波分量，同時使基波分量_______（增加、減?。?(疊;波;增加) 3、一個脈振磁通勢可以分解為兩個_______和_______相同，而_______相反的旋轉磁通勢。 (幅值;轉速;轉向) 4、三相對稱繞組的構成原則是_____ __;____ _;__ _ _。(各相繞組的結構相同;阻抗相等;空間位置對稱（互差120度電角度）) 二、是非題 1、兩相對稱繞組，通入兩相對稱交流電流，其合成磁通勢為旋轉磁通勢。（） (T) 2、改變電流相序，可以改變三相旋轉磁通勢的轉向。（） (T) 第五部分異步電動機 一、填空題： 1、當s在_______范圍內，三相異步電機運行于電動機狀態(tài)，此時電磁轉矩性質為_______；在_______范圍內運行于發(fā)電機狀態(tài)，此時電磁轉矩性質為_______。（0～１；反電動勢；－∞～０；制動轉矩） 2、三相異步電動機根據(jù)轉子結構不同可分為___ ____和__ _____兩類。（籠型異步電動機和繞線型異步電動機） 3、一臺6極三相異步電動機接于50HZ的三相對稱電源；其s=0.05，則此時轉子轉速為_______r/min，定子旋轉磁勢相對于轉子的轉速為_______r/min。（950；50；0） 4、三相異步電動機的電磁轉矩是由_______和_______共同作用產生的。（主磁通；轉子電流的有功分量 ） 5、一臺三相異步電動機帶恒轉矩負載運行，若電源電壓下降，則電動機的轉速_______，定子電流_______，最大轉矩_______，臨界轉差率_______。（減?。辉龃?；減??；不變） 6、三相異步電動機電源電壓一定，當負載轉矩增加，則轉速_______，定子電流_______。（減??； 增加） 7、三相異步電動機等效電路中的附加電阻是模擬_______的等值電阻。（總機械功率） 8、三相異步電動機在額定負載運行時，其轉差率s一般在_______范圍內。 （0.01～0.06） 9、對于繞線轉子三相異步電動機，如果電源電壓一定，轉子回路電阻適當增大，則起動轉矩_______，最大轉矩_______。（增大；不變） 二、判斷題 1、不管異步電機轉子是旋轉還是靜止，定、轉子磁通勢都是相對靜止的（）。（T） 2、三相異步電動機轉子不動時，經由空氣隙傳遞到轉子側的電磁功率全部轉化為轉子銅損耗（）。 （T） 3、三相異步電動機的最大電磁轉矩Tm的大小與轉子電阻r2阻值無關（）。（T） 4、通常三相籠型異步電動機定子繞組和轉子繞組的相數(shù)不相等，而三相繞線轉子異步電動機的定、轉子相數(shù)則相等。（） （T） 5、三相異步電機當轉子不動時，轉子繞組電流的頻率與定子電流的頻率相同（）。（T） 三、選擇題 1、三相異步電動機帶恒轉矩負載運行，如果電源電壓下降，當電動機穩(wěn)定運行后，此時電動機的電磁轉矩：① ①下降；②增大；③不變；④不定。 2、三相異步電動機的空載電流比同容量變壓器大的原因：③ ①異步電動機是旋轉的；②異步電動機的損耗大；③異步電動機有氣隙；④異步電動機有漏抗。 3、三相異步電動機空載時，氣隙磁通的大小主要取決于：① ①電源電壓；②氣隙大??；③定、轉子鐵心材質；④定子繞組的漏阻抗。 4、三相異步電動機能畫出像變壓器那樣的等效電路是由于：② ①它們的定子或原邊電流都滯后于電源電壓；②氣隙磁場在定、轉子或主磁通在原、副邊都感應電動勢；③它們都有主磁通和漏磁通；④它們都由電網取得勵磁電流。 5、三相異步電動機在運行中，把定子兩相反接，則轉子的轉速會：② ①升高；②下降一直到停轉；③②下降至零后再反向旋轉；④下降到某一穩(wěn)定轉速。 四、簡答題 1、三相異步電動機空載運行時，電動機的功率因數(shù)為什么很低？ （空載時，，而，其中，為有功分量電流，用來供給空載損耗；為無功分量電流，用來建立磁場。由于，所以空載電流基本上是一無功性質的電流，因而電動機的功率因數(shù)很低。） 2、異步電動機等效電路中的附加電阻的物理意義是什么？能否用電抗或電容代替這個附加電阻？為什么？ （異步電動機等效電路中的附加電阻代表總機械功率的一個虛擬電阻，用轉子電流在該電阻所消耗的功率來代替總機械功率（包括軸上輸出的機械功率和機械損耗、附加損耗等）。因輸出的機械功率和機械損耗等均屬有功性質。因此， 從電路角度來模擬的話，只能用有功元件電阻，而不能用無功元件電抗或電容代替這個附加電阻。） 3、異步電動機中的空氣隙為什么做得很??？ （異步電動機氣隙小的目的是為了減小其勵磁電流（空載電流），從而提高電動機功率因數(shù)。因異步電動機的勵磁電流是由電網供給的，故氣隙越小，電網供給的勵磁電流就小。而勵磁電流有屬于感性無功性質，故減小勵磁電流，相應就能提高電機的功率因數(shù)。） 五、計算題 1、已知一臺三相四極異步電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN=10kW，UN=380V，IN=11.6A，定子為Y聯(lián)結，額定運行時，定子銅損耗PCu1=560W,轉子銅損耗PCu2=310W，機械損耗Pmec=70W，附加損耗Pad=200W，試計算該電動機在額定負載時的：（1）額定轉速；（2）空載轉矩；（3）轉軸上的輸出轉矩；（4）電磁轉矩。 解：（1） （2） （3） （4） 2、已知一臺三相異步電動機，額定頻率為150kW，額定電壓為380V，額定轉速為1460r/min，過載倍數(shù)為2.4，試求：（1）轉矩的實用表達式；（2）問電動機能否帶動額定負載起動。 解：（1） 根據(jù)額定轉速為1460r/min，可判斷出同步轉速=1500 r/min，則額定轉差率為 轉子不串電阻的實用表達式為： （2）電機開始起動時，s=1，T=Ts，代入實用表達式得： 因為，故電動機不能拖動額定負載起動。 第六部分異步電動機的電力拖動 一、填空題： 1、拖動恒轉矩負載運行的三相異步電動機，其轉差率s在_______范圍內時，電動機都能穩(wěn)定運行。 () 2、三相異步電動機的過載能力是指______。 () 3、星形一三角形降壓起動時，起動電流和起動轉矩各降為直接起動時的_______倍。(3) 4、三相異步電動機進行能耗制動時，直流勵磁電流越大，則補始制動轉距越______。(大) 5、三相異步電動機拖動恒轉矩負載進行變頻調速時，為了保證過載能力和主磁通不變，則U1應隨f1按_______規(guī)律調節(jié)。 (正比) 二、判斷題 1、由公式Tem=CTΦmI’2cosΦ2可知，電磁轉矩與轉子電流成正比，因為直接起動時的起動電流很大，所以起動轉矩也很大。（） (F) 2、深槽式與雙籠型三相異步電動機，起動時由于集膚效應而增大了轉子電阻，因此具有較高的起動轉矩倍數(shù)。（） (T) 3、三相繞線轉子異步電動機轉子回路串入電阻可以增大起動轉矩，串入電阻值越大，起動轉矩也越大。（） (F) 4、三相繞線轉子異步電動機提升位能性恒轉矩負載，當轉子回路串接適當?shù)碾娮柚禃r，重物將停在空中。（） (T) 5、三相異步電動機的變極調速只能用在籠型轉子電動機上。（） (T) 三、選擇題 1、與固有機械特性相比，人為機械特性上的最大電磁轉矩減小，臨界轉差率沒變，則該人為機械特性是異步電動機的：（3） （1）定子串接電阻的人為機械特性；（2）轉子串接電阻的人為機械特性；（3）降低電壓的人為機械特性。 2、 一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN = 20kW，UN = 380V，λT=1.15，ki=6,定子繞組為三角形聯(lián)結。當拖動額定負載轉矩起動時，若供電變壓器允許起動電流不超過12IN，最好的起動方法是：（1） （1）直接起動；（2）Y—△降壓起動；（3）自耦變壓器降壓起動。 3、一臺三相異步電動機拖動額定轉矩負載運行時，若電源電壓下降10%，這時電動機的電磁轉矩：（1） （1）Tem=TN;(2) Tem=0.81 TN;(3) Tem=0.9TN。 4、三相繞線轉子異步電動機拖動起重機的主鉤，提升重物時電動機運行于正向電動狀態(tài)，若在轉子回路串接三相對稱電阻下放重物時，電動機運行狀態(tài)是：（3） （1）能耗制動運行；（2）反向回饋制動運行；（3）倒拉反轉運行。 5、三相異步電動機拖動恒轉矩負載，當進行變極調速時，應采用的聯(lián)結方式為：（1）（1）Y—YY；（2）△—YY；（3）正串Y—反串Y。 四、簡答題 1、容量為幾個千瓦時，為什么直流電動機不能直接起動而三相籠型異步電動機卻可以直接起動？ (直流電動機的直接起動電流為，由于,無論功率大小，都將達到額定電流的十幾倍，甚至幾十倍，這是電動機本身所不能允許的，所以直流電動機不能直接起動。三相異步電動機在設計時通常允許直接起動電流為額定電流的5-7倍，加上供電變壓器容量通常都能滿足小功率三相異步電動機直接起動要求，所以幾個千瓦的三相異步電動機可以直接起動。) 2、深槽與雙籠型異步電動機為什么起動轉矩大而效率并不低？ (深槽式與雙籠型異步電動機所以起動轉矩打，是因為起動時轉子電動勢、電流頻率較高，出現(xiàn)集膚效應造成了轉子電阻增大所致。正常運行時集膚效應不顯著，轉子電阻減小為正常值。因此運行時效率仍較高。) 五、計算題 一臺三相籠型異步電動機的數(shù)據(jù)為PN=40kW,UN=380V,nN=2930r/min,ηN=0.9, cosΦN=0.85，ki=5.5, kst=1.2，定子繞組為三角形聯(lián)結，供電變壓器允許起動電流為150A，能否在下列情況下用Y—△降壓起動？ （1）負載轉矩為0.25TN;(2)負載轉矩為0.5TN。 解：額定電流 直接起動電流 采用Y-Δ降壓起動時 起動電流： 起動轉矩： 可見：（1）當時，可以起動；（2）當時，不能起動。 10